СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ОПТИМАЛЬНОЙ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ЯКОРЯ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРА СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ПРИ РЕКУПЕРАЦИИ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ТОРМОЖЕНИЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.

Ближайший аналог изобретения - рекуперативное торможение: "Большой политехнический словарь" ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ Научное издательство "Большая Российская энциклопедия" Москва, 1998. Статья "Рекуперативное торможение", стр.452-453: "РЕКУПЕРАТИВНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ - электрическое торможение, при котором поступающая на вал двигателя механическая энергия (напр., обусловленная вращающим моментом нагрузки при спуске груза с постоянной скоростью или освобождающейся кинетической энергией при уменьшении скорости механизма) преобразуется в электрическую и (за вычетом потерь в самом электроприводе) возвращается в питающую сеть (при этом электродвигатель работает в генераторном режиме). Рекуперативное торможение используется в электроприводах подъемных машин, на электрическом транспорте, а также в режимах замедления реверсивных электроприводов с частотным управлением, в системах <генератор - двигатель> и т.п.".

В рамках научно-образовательного центра «Автомобили с гибридными силовыми установками» при МГТУ «МАМИ» ведутся работы над комбинированными силовыми установками на автомобиле «МАМИ-ГСУ» в составе двигателя внутреннего сгорания, сблокированного с обратимой электрической машиной. В результате оказалось, что невозможно заряжать батареи при низких скоростях движения автомобиля из-за того, что при малой частоте вращения якоря электромашины, работающей в режиме генератора, на возбуждение ее обмотки тратится больше энергии, чем возвращается в батарею. Рекуперация при торможении возвращает в батарею 23% энергии. Но общая эффективность процесса рекуперативного торможения невелика. Данный факт иллюстрирует приведенная ниже таблица. Кроме того, следует иметь в виду, что максимальная эффективность преобразования механической энергии якоря в электроэнергию наблюдается при определенной частоте вращения якоря, соответствующей резонансной частоте контура электрической машины, обеспечивающей его максимальную добротность. Отсюда делается вывод - для максимальной рекуперации кинетической энергии якоря необходимо, чтобы во всем диапазоне угловых скоростей вала привода, например вала колес автомобиля, угловая скорость якоря обратимой электрической машины.

действующей в режиме электрогенератора (частота вращения якоря), оставалась постоянной.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Найти способ максимальной рекуперации кинетической энергии торможения приводимой в действие машины в электроэнергию и одновременно обеспечить возможность действия обратимой электрической машины в режиме двигателя во всем диапазоне нагрузок на приводимую в действие машину.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Между обратимой электрической машиной и валом отбора мощности приводимой в действие машины размещается механизм перемены момента силы (коробка перемены передач). В режиме рекуперации кинетической энергии торможения система управления отслеживает текущее значение угловой скорости якоря обратимой электрической машины, действующей в режиме электрогенератора, и вала отбора мощности и вырабатывает сигнал рассогласования угловых скоростей якоря электрогенератора и вала отбора мощности. По сигналу рассогласования система управления устанавливает механизм перемены момента силы в положение, при котором во всем диапазоне нагрузок на приводимую в действие машину якорь генератора вращается с постоянной угловой скоростью. В режиме двигателя обратимой электрической машины система управления устанавливает механизм перемены момента силы в положение, при котором обеспечивается задаваемая угловая скорость вала отбора мощности приводимой в действие машины.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ стабилизации оптимальной угловой скорости якоря электрогенератора силовой установки при рекуперации кинетической энергии приводимой в действие машины силовой установкой, включающей электрогенератор, механизм перемены крутящего момента и систему управления, отличающийся тем, что система управления отслеживает текущее значение угловой скорости якоря электрогенератора и вала отбора мощности силовой установки, вырабатывает сигнал рассогласования угловых скоростей якоря электрогенератора и вала отбора мощности и в соответствии с сигналом рассогласования устанавливает механизм перемены момента силы в положение, при котором во всем диапазоне угловых скоростей вала отбора мощности угловая скорость якоря электрогенератора постоянна.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технология производства и требования к материалам при реализации изобретения не отличаются от таковых современных силовых установок транспортных средств.